心筋分化における長鎖 non-coding RNAの制御機構の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25860621
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 西山 崇比古 慶應義塾大学, 医学部, 特任助教 (20464844)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 長鎖非コードRNA

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、non coding RNAでもまだ機能が十分に解明されていないlinc RNAに着目している。かつては意味のない配列と考えられていたnon coding RNAであるが、今までは転写制御に関する重要な機能を持つことがわかってきている。今までにも。心臓発生では心筋特異的microRNA配列の解析が進んでおり、心臓で高発現するmicroRNAの特異的欠損マウスでは、心臓に重大な欠陥を呈することがわかってきている。また、ＥＳ細胞を用いた研究でも、心筋分化をmicroRNAが効率上昇に寄与することがわかってきている。心筋特異的なlinc RNAの作用機序に関する具体的な報告は少なく、クロマチン修飾によってエピジェネティックな転写制御を心臓発生、心筋分化過程で解明することを目標としている。心筋分化誘導の最終的な応用は再生医学という実臨床へ結び付けることを目的としている。現在、iPS細胞の心筋分化誘導が確立され、より効果的な心筋分化誘導を開発することが将来の心筋再生医療への大きな発展となる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

心臓発生と心筋分化誘導下において必要なlinc RNAを同定するためにマウス胎児、出生後、成獣からＲＮＡを抽出した。また、ＥＳ細胞から心筋分化誘導し作成した心筋細胞と未分化状態のＥＳ細胞からＲＮＡを抽出した。これらの、サンプルより心筋特異的なlinc RNAを特定することができた。免疫クロマチン沈降を施行し、心筋特異的なlinc RNAと関連するヒストン修飾因子の同定をおこなっているが、現在明らかなに分化誘導に関する因子の特定に至っていないために予定よりも遅れを認めている。

Strategy for Future Research Activity

同定した心筋特異的linc　RNAに対する特異的抗体を用いて、転写因子や結合タンパク質の同定、ＤＮＡとの相互作用やヒストン修飾のゲノム上での局在を同定する。心臓発生における作用を調べるために、ＥＳ細胞やマウス心臓、ips細胞からのサンプルを用いる予定である。ヒストンの翻訳後修飾は様々な細胞機能制御に重要な役割を果たすことがわかっているが、遺伝子の発現やクロマチン構造の制御には特にヒストンＨ３の9番のメチル化が注目されている。遺伝子の発現制御やゲノムの安定性関わるヘテロクロマチンの維持に重要であるメチル化酵素、脱メチル化酵素、複合タンパク質との相互作用に重点をおいて解析する。免疫クロマチン沈降のみでは修飾因子の同定が困難である場合には次世代シークエンサーを用いてより詳細な解析を加える。

Causes of Carryover

心臓発生における作用を調べるために、ＥＳ細胞やマウス心臓、ips細胞からのサンプルを用いる予定である。そのために、材料の維持費用と培養試薬の調整が必要であったため。
ヒストンの翻訳後修飾は様々な細胞機能制御に重要な役割を果たすことがわかっているが、遺伝子の発現やクロマチン構造の制御には特にヒストンＨ３の9番のメチル化が注目されている。遺伝子の発現制御やゲノムの安定性関わるヘテロクロマチンの維持に重要であるメチル化酵素、脱メチル化酵素、複合タンパク質との相互作用に重点をおいて解析する。免疫クロマチン沈降のみでは修飾因子の同定が困難である場合には次世代シークエンサーを用いてより詳細な解析を加える必要性が生じたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

心筋特異的linc RNAの結合因子の同定と、免疫沈降法を用いてエピジェネティックな機構を中心に機能解析をすすめる。心臓線維芽細胞から心筋細胞直接誘導を行う技術とを組み合わせ、心筋分化促進に向かう誘導を試みる。最終的には、心筋再生効率の上昇を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Visualization of the left atrial appendage by phased-array intracardiac echocardiography from the pulmonary artery in patients with atrial fibrillation (2015)
  • Author(s): Nishiyama T, Katsumata Y, Inagawa K, Kimura T, Nishiyama N, Fukumoto K, Tanimoto Y, Aizawa Y, Tanimoto K, Fukuda K, Takatsuki S
  • Journal Title: Europace Volume: 17 Pages: 546-51
  • DOI: 10.1093/europace/euu383.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MiR-133 promotes cardiac reprogramming by directly repressing Snai1 and silencing fibroblast signatures (2014)
  • Author(s): Muraoka N, Yamakawa H, Miyamoto K, Sadahiro T, Umei T, Isomi M, Nakashima H, Akiyama M, Wada R, Inagawa K, Nishiyama T, Kaneda R, Fukuda T, Takeda S, Tohyama S, Hashimoto H, Kawamura Y, Goshima N, Aeba R, Yamagishi H, Fukuda K, Ieda M
  • Journal Title: EMBO J Volume: 33 Pages: 1565-81
  • DOI: 10.15252/embj.201387605.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Time-lapse imaging of cell cycle dynamics during development in living cardiomyocyte. (2014)
  • Author(s): Hashimoto H, Yuasa S, Tabata H, Tohyama S, Hayashiji N, Hattori F, Muraoka N, Egashira T, Okata S, Yae K, Seki T, Nishiyama T, Nakajima K, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A, Fukuda K
  • Journal Title: J Mol Cell Cardiol Volume: 72 Pages: 241-9
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2014.03.020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thoracic impedance as a therapeutic marker of acute decompensated heart failure. (2014)
  • Author(s): Aizawa Y, Takatsuki S, Kashimura S, Katsumata Y, Nishiyama T, Kimura T, Nishiyama N, Tanimoto Y, Tanimoto K, Fukuda Y, Sato T, Ogawa S, Fukuda K.
  • Journal Title: Int J Cardiol Volume: 174 Pages: 840-2
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical characteristics of atrial fibrillation detected by implanted devices and its association with ICD therapy. (2014)
  • Author(s): Aizawa Y, Takatsuki S, Negishi M, Kashimura S, Katsumata Y, Nishiyama T, Kimura T, Nishiyama N, Tanimoto Y, Tanimoto K, Kohsaka S, Sano M, Fukuda K. Clinical characteristics of atrial fibrillation detected by implanted devices and its association with ICD therapy.
  • Journal Title: Int J Cardiol Volume: 172 Pages: 529-30
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2014.01.067.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 多極マッピングシステムを用いてチャネルを同定し治療に成功したマクロリエントリー性心房インパク (2014)
  • Author(s): 西山崇比古
  • Organizer: 第62回心臓病学会学術集会
  • Place of Presentation: 日本仙台仙台国際センター
  • Year and Date: 2014-09-26 – 2014-09-28
• [Presentation] The Diagnostic Accuracy of Commercially Available Automated External Defibrillators (2014)
  • Author(s): Nishiyama.T
  • Organizer: European Society of Cardiology Congress 2014
  • Place of Presentation: スペインバルセロナFira Gran Via
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [Presentation] The Diagnostic Accuracy of Commercially Available Automated External Defibrillators (2014)
  • Author(s): Nishiyama.T
  • Organizer: Cardio Stim 2014
  • Place of Presentation: フランスニースAcropolis Palais des Congress
  • Year and Date: 2014-06-18 – 2014-06-21
• [Presentation] The Diagnostic Accuracy of Commercially Available Automated External Defibrillators (2014)
  • Author(s): Nishiyama.T
  • Organizer: Heart Rhythm 2014
  • Place of Presentation: 米国サンフランシスコ Moscone Center
  • Year and Date: 2014-05-07 – 2014-05-10